https://doi.org/10.23648/UMBJ.2016.24.3981
УДК 612.28:616–092.9
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ ПРИ ДИСФУНКЦИИ СТРИАТУМА И ЧЕРНОЙ СУБСТАНЦИИ МОЗГА
С.А. Лукина1, М.Р. Тимофеева1, О.М. Канунникова2
1ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия», г. Ижевск, Россия;
2ФГБУН Физико-технический институт Уральского отделения РАН, г. Ижевск, Россия
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Цель работы — изучение метаболизма липидов сурфактанта, водного баланса легких, коагуляционного потенциала крови в системе малого круга кровообращения при дисфункции стриатума и черной субстанции мозга.
Материалы и методы. Исследования выполнены на крысах-самцах: ложнооперированных (n=38) и опытных — при моделировании очага патологической активности в ретикулярной зоне черной субстанции (n=20) и стриатуме (n=15) посредством стереотаксической имплантации нанопорошка металлического кобальта, прошедшего механоактивацию в шаровой планетарной мельнице АГО-2, и при нейродегенерации черной субстанции, индуцированной односторонним введением нейротоксина 6-гидроксидофамина в компактную зону структуры (n=9).
Изучали метаболизм липидов сурфактанта по содержанию фосфолипидов в бронхоальвеолярных смывах, их фракционному составу, определяемому методом тонкослойной хроматографии, по активности фосфолипазы. Гравиметрическим методом оценивали содержание общей, экстраваскулярной жидкости легких, органное кровенаполнение. По стандартным методикам на гемокоагулометре Solar CGL 2110 определяли АЧТВ и ПВ венозной и артериальной крови, рассчитывали артериовенозные коэффициенты. Для оценки интенсивности свободнорадикальных процессов определяли содержание малонового диальдегида в легочной ткани.
Результаты и осуждение. Установлено, что при дисфункции черной субстанции приоритетное значение имеет нарушение метаболизма сурфактанта, а при дисфункции стриатума — развитие органной гипергидратации. Показано, что в условиях нейродегенерации черной субстанции ухудшение поверхностно-активных свойств сурфактанта связано с уменьшением в его составе фосфолипидов, фосфатидилхолина и высокой интенсивностью фосфолипазного гидролиза. Активация нигральной структуры индуцирует синтез фосфолипидов за счет фракций лизофосфатидилхолина, сфингомиелина, фосфатидилэтаноламина. Эффективность механизмов контроля коагуляционного потенциала крови в легочном кровотоке сохранена при воздействии на стриатум и нарушена при дисфункции черной субстанции.
Заключение. Изменения негазообменных функций наряду с нарушениями режима вентиляции легких могут обуславливать развитие дизрегуляционной пневмопатии при дисфункции черной субстанции и стриатума.
Ключевые слова: сурфактант, водный баланс легких, система гемостаза, черная субстанция, нейродегенерация, стриатум.
Литература
1. Левин О.С., Федорова Н.В. Болезнь Паркинсона. М.: МЕДпресс-информ; 2012. 352.
2. Глущенко Л.В., Зайнулин Р.А., Федорченко И.Д. Респираторные реакции на микроинъекции ГАМК в супрабульбарные структуры головного мозга. Вестник СамГУ. 1999; 14 (4): 136–141.
3. Меркулова Н.А., Инюшкин А.Н., Зайнулин Р.А., Кретова И.Г. Особенности и механизмы реализации респираторных влияний структур экстрапирамидной системы. Успехи физиологических наук. 2004; 35 (2): 22–34.
4. Березовский В.А., Горчаков В.Ю. Поверхностно-активные вещества легкого. Киев: Наук. Думка; 1982. 168.
5. Salim. A., Martin M., Brown C., Inaba K., Browder T., Rhee P., Teixeira P.G., Demetriades D. The presence of the adult respiratory distress syndrome does not worsen mortality or discharge disability in blunt trauma patients with severe traumatic brain injury. Injury. 2008; 39 (1): 30–35.
6. Chang J.H., Yang X.F., Zempel J.M., Rothman M.S. The unilateral cobalt wire model of neocortical epilepsy: a method of producing subacute focal seizures in rodents. Epilepsy Res. 2004; 61 (1-3): 153–160.
7. Худоерков Р.М., Воронков Д.Н., Ямщикова Н.Г. Иммуногистохимические и морфологические изменения нейронов и нейроглии в нигростриарных структурах мозга при моделировании нейродегенерации черной субстанции. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012; 153 (6): 876 −880.
8. Кондрахин И.П. ред., Архипов А.В., Левченко В.И., Таланов Г.А., Фролова Л.А. Новиков В.Э. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. М.: КолоС; 2004. 520.
9. Тужилин С.А., Салуэнья А.И. Метод определения фосфолипазы А в сыворотке крови. Лабораторное дело. 1975; 6: 334–335.
10. Тель Л.З., Лысенков С.П. Центральные нервные механизмы отека легких. Алма-Ата: Казахстан; 1989. 238.
11. Kikugawa K., Kojima T., Yamaki S., Kosugi H. Interpretation of the thiobarbituric acid reactivity of rat liver and brain homogenates in the presence of ferric ion and ethylenediaminetetraacetic acid. Anal. Biochem. 1992; 202 (2): 249–255.
12. Долгов В.В., Свирин П.В. Лабораторная диагностика нарушений гемостаза. М.; Тверь: ООО Изд-во «Триада»; 2005. 227.
13. Наследов А.Д. SPSS 15: профессиональный статистический анализ данных. СПб.: Питер; 2008. 416.
14. Отеллин В.А., Арушанян Э.Б. Нигрострионигральная система. М.: Медицина; 1989. 272.
15. Лукина С.А., Крючкова В.И., Тимофеева М.Р., Яковенко О.В. Роль лимбико-диэнцефальных структур мозга в контроле метаболической активности и неспецифической резистентности легких. Российский иммунологический журнал. 2008; 2 (2-3): 155.
https://doi.org/10.23648/UMBJ.2016.24.3981
METABOLIC PULMONARY FUNCTION IN CASE OF STRIATUM AND SUBSTANTIA NIGRA DYSFUNCTION
S.A. Lukina1, M.R. Timofeeva1, O.M. Kanunnikova2
1Izhevsk State Medical Academy, Izhevsk, Russia;
2Physical-Technical Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
The objective of the paper is to study surfactant lipid metabolism, lung water balance, and blood coagulation potential in pulmonary circulation in case of striatum and substantia nigra dysfunction.
Materials and Methods. Studies were carried out on male rats: both sham-operated (n=38) and experimental. The authors modeled the focus of a disease in the reticular formation of substantia nigra (n=20) and in striatum (n=15) by stereotactic implantation of cobalt nanopowder which underwent mechanical activation in a ball planetary mill (AGO-2). They also induced and in case of substantia nigra neurodegeneration by unilateral administration of neurotoxin 6-hydroxydopamine into the zona compacta (n=9).
Surfactant lipid metabolism was studied taking into consideration phospholipid content in bronchoalveolar lavages and their fractional composition which was determined by thin-layer chromatography (TLC) according to phospholipase activity. Gravimetric method was used to evaluate the content of total, extravascular lung fluid, and organ blood supply. Standard procedures were applied to determine partial thromboplastine time (PTT) and prothrombin time (PT) of venous and arterial blood using Solar CGL 2110. Arteriovenous ratio was calculated. The content of malondialdehyde in lung tissue was determined to evaluate the intensity of free radicals.
Results and Dicussion. It was found out that at substantia nigra dysfunction surfactant metabolism disorders are observed quite often. At striatum dysfunction the development of organ overhydration takes place. It was shown that if substantia nigra neurodegenerates the deterioration of surfactant surface-active characteristics is associated with decrease of phospholipids, phosphatidylcholine and high intensity of phospholipase hydrolysis. Nigral structure activation induces the synthesis of phospholipids by means of lysophosphatidylcholine, sphingomyelin, and phosphatidylethanolamine fractions. The effectiveness of control mechanisms of blood coagulation potential in the pulmonary blood flow is observed at striatum manipulations and damaged at substantia nigra dysfunction.
Conclusion. Changes of non-gas-exchanging functions along with violations in lung ventilation mode can lead to dysregulation pneumopathy in case of substantia nigra and striatum dysfunction.
Keywords: surfactant, lung water balance, homeostatic system, substantia nigra, neurodegeneration, striatum.
References
1. Levin O.S., Fedorova N.V. Bolezn' Parkinsona [Parkinson's disease]. M.: MEDpress-inform; 2012. 352 (in Russian).
2. Glushchenko L.V., Zaynulin R.A., Fedorchenko I.D. Respiratornye reaktsii na mikroin"ektsii GAMK v suprabul'barnye struktury golovnogo mozga [Respiratory responses to microinjections of GABA into the supra bulbar brain structure]. Vestnik SamGU. 1999; 14 (4): 136–141 (in Russian).
3. Merkulova N.A., Inyushkin A.N., Zaynulin R.A., Kretova I.G. Osobennosti i mekhanizmy realizatsii respiratornykh vliyaniy struktur ekstrapiramidnoy sistemy [Features and mechanisms of respiratory effects of the extrapyramidal system structures]. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2004; 35 (2): 22-34 (in Russian).
4. Berezovskiy V.A., Gorchakov V.Yu. Poverkhnostno-aktivnye veshchestva legkogo [Surface-active substances of the lungs]. Kiev: Nauk. Dumka; 1982. 168 (in Russian).
5. Salim. A., Martin M, Brown C., Inaba K., Browder T., Rhee P., Teixeira P.G., Demetriades D. The presence of the adult respiratory distress syndrome does not worsen mortality or discharge disability in blunt trauma patients with severe traumatic brain injury. Injury. 2008; 39 (1): 30 −35.
6. Chang J. H., Yang X.F., Zempel J.M., Rothman M.S. The unilateral cobalt wire model of neocortical epilepsy: a method of producing subacute focal seizures in rodents. Epilepsy Res. 2004; 61 (1-3): 153–160.
7. Khudoerkov R.M., Voronkov D.N., Yamshchikova N.G. Immunogistokhimicheskie i morfologicheskie izmeneniya neyronov i neyroglii v nigrostriarnykh strukturakh mozga pri modelirovanii neyrodegeneratsii chernoy substantsii [Immunohistochemical and morphological changes in neurons and neuroglia in the cerebral nigrostriatal structures under conditions of experimental nigral neurodegeneration]. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2012; 153 (6): 876–880 (in Russian).
8. Kondrakhin I.P., Arkhipov A.V., Levchenko V.I., Talanov G.A., Frolova L.A. Novikov V.E. Metody veterinarnoy klinicheskoy laboratornoy diagnostiki [Methods of veterinary clinical and laboratory diagnostics]. M.: KoloS; 2004. 520 (in Russian).
9. Tuzhilin S.A., Saluen'ya A.I. Metod opredeleniya fosfolipazy A v syvorotke krovi [Method for phospholipase A determination in serum]. Laboratornoe delo. 1975; 6: 334–335 (in Russian).
10. Tel' L.Z., Lysenkov S.P. Tsentral'nye nervnye mekhanizmy oteka legkikh [Central neural mechanisms of pulmonary edema]. Alma-Ata: Kazakhstan; 1989. 238 (in Russian).
11. Kikugawa K., Kojima T., Yamaki S., Kosugi H. Interpretation of the thiobarbituric acid reactivity of rat liver and brain homogenates in the presence of ferric ion and ethylenediaminetetraacetic acid. Anal. Biochem. 1992; 202 (2): 249–255.
12. Dolgov V.V., Svirin P.V. Laboratornaya diagnostika narusheniy gemostaza [Laboratory diagnostics of hemostasis disorders]. M.; Tver': OOO Izd-vo «Triada»; 2005. 227 (in Russian).
13. Nasledov A.D. SPSS 15: professional'nyy statisticheskiy analiz dannykh [SPSS 15: professional statistical data analysis]. SPb.: Piter; 2008. 416 (in Russian).
14. Otellin V.A., Arushanyan E.B. Nigrostrionigral'naya sistema [Nigrostrionigral system]. M.: Meditsina; 1989. 272 (in Russian).
15. Lukina S.A., Kryuchkova V.I., Timofeeva M.R., Yakovenko O.V. Rol' limbiko-dientsefal'nykh struktur mozga v kontrole metabolicheskoy aktivnosti i nespetsificheskoy rezistentnosti legkikh [Role of limbic-diencephalic brain structures in control of metabolic activity and non-specific lung resistance].
Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal. 2008; 2 (2-3): 155 (in Russian).